فضاء | «ناسـا» توجِّه أنظـارها نحـو الشمـس

                    سيركز تليسكوب أيريس على غلاف جو الشمس البيني. وقد أُخذت الصورة هنا بواسطة «مرصد                        الديناميّات ...

                    سيركز تليسكوب أيريس على غلاف جو الشمس البيني. وقد أُخذت الصورة هنا بواسطة «مرصد                        الديناميّات الشمسية».

                               Goddard Space Flight Center Scientific Visualisation Studio/SDO/NASA

حظيت الشمس بأكبر اهتمام من الفلكيين. فالبقع الشمسية تنتصب على سطحها أو كرتها الضوئية، ويثور هذا السطح بالتوهج الشمسي القوي. غلافها الجوي الخارجي، أو أكليلها، يومض بأقواس لعاب الشمس التي تعيِّنها خطوط الحقول المغناطيسية. وبين هاتين المنطقتين الآسرتين يقع رباط كروي لوني بسُمْك 1700كم ـ هو جوّ الشمس، أو الغلاف اللونيchromosphere ـ أُغفل بشكل كبير من قِبَل الفلكيين.

ويبدو أنّ هذه المنطقة قد حان وقت الانتباه إليها. فقد حددت وكالة الفضاء الأمريكية «ناسا» يوم 26 يونيو 2013 لإطلاق بعثة التصوير الطيفي للمنطقة البينية (IRIS) أو «أيريس»، بتكلفة تبلغ 181 مليون دولار. إنّ (عيون) أجهزة البعثة العاملة لالتقاط طيف الأشعة فوق البنفسجية ـ المصمَّمة لتتبع تدفق المادة والطاقة في جو الشمس chromosphere ـ ستساعد الفلكيين على استنباط كيفية ارتباط الكرة الضوئية بالإكليل، ولماذا تقفز درجة الحرارة بشكل مفاجئ من 6000° درجة مئوية على سطح الشمس إلى أكثر من مليون درجة مئوية عند الإكليل. يمثل جو الشمس «القطعة المفقودة من اللغز»، حسب قول بارت دي پونتيو Bart de Pontieu، القائد العلمي لبعثة أيريس بـ«مختبر لوكهيد مارتن للشمس والفيزياء الشمسية» في پالو ألتو، كاليفورنيا.

وكانت بعثات أخرى قد نظرت في جو الشمس من قبل، ومنها مرصد بالون المرتفعات العالية صن رايز2 (Sunrise2)، الذي هبط في 17 يونيو بعد خمسة أيام من الطيران في القطب الشمالي، لكن بعثة أيريس ستتموضع بشكل خاص فوق جو الشمس، وباستبانة مكانية وزمانية كبيرة أكثر مما لدى العديد من أسلافها.

ستلتقط أيريس صورًا كل خمس ثوانٍ، وترصد الطيف كل ثانية أو ثانيتين، وتكون قادرة على تمييز أجرام صغيرة، يقل عرضها عن 240 كيلومترًا. يقول سكوت ماكنتوش، الباحث المشارك بفريق أيريس بالمركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في بولدر، كولورادو: «الديناميّات التي تراها ستكون مذهلة، عندما يكون لديك هذا المستوى من الاستبانة التحليلية المكانيّة والزمانيّة».

ستساعد هذه الاستبانة (التحليلية) الباحثين على رسم خريطة تفصيلية لنفاثات البلازما الصغيرة بحجم الإصبع، التي اكتشفت عام 2007. وباستخدام بيانات ومعطيات القمر الاصطناعي الياباني «هِنُود» Hinode، و«مرصد الديناميّات الشمسية» التابع لوكالة ناسا، تتبع دي پونتيو وزملاؤه «شويكات النوع الثاني» هذه التي توجِّه الكتلة والطاقة سريعًا خلال جو الشمس chromosphere، وتُعَدّ عاملًا مهمًّا في مسألة التسخين الإكليلي، لكنها تظهر وتختفي خلال دقائق، أسرع من أنْ يتوقعها أي شخص (B. de Pontieu et al. Science 331, 55–58; 2011). يقول ألن تايتل، فيزيائي الشمس في لوكهيد مارتن، والباحث الرئيس بفريق بعثة أيريس: «فجأةً يصبح واضحًا أن هذا الفئة الجديدة من الأحداث كانت مهمة جدًّا في جميع أنحاء الشمس».

تم تصميم جهاز أيريس للتصوير الطيفي، وتليسكوبها الذي يبلغ قُطره 20 سنتيمترًا؛ لدراسة ظواهر سريعة التغير مثل هذه الشويكات. وبحسب الخطة المرسومة، تقلع المركبة الفضائية التي تحمل بعثة التصوير الطيفي للمنطقة البينيّة الشمسية (أيريس) من قاعدة القوات الجوية في ڤاندنبرج بجنوب كاليفورنيا، قبل أن ينطلق صاروخ بيجاسوس Pegasus ببعثة أيريس بقية الطريق ويضعها بعيدًا في الفضاء. ستحلق أيريس في مدار قطبي، يبعد 660 كيلومترًا فوق سطح الأرض، بحيث تواجه الشمس بشكل مستمر. وسيتم توجيه مجال رؤيتها الضيق إلى جزء صغير فقط من جو الشمس chromosphere (البيني): حوالي %1 فقط من قرص الشمس.

ويُتوقع الحصول على الضوء الأول بعد ثلاثة أسابيع من إطلاق البعثة، وسوف تصل البيانات العلمية بعد ذلك بعدة أسابيع. يقول ماكنتوش إن فريق أيريس يخطط أن تكون البداية بالإجابة عن بعض الأسئلة التي طال انتظارها حول جو الشمس، أي من قبيل كم عدد الفوتونات التي تنبعث عندما ترتفع الشمس، وكم عددها عندما تسقط مرة أخرى، لتبرد وتتكثف على طول الطريق.

يقول تايتل إن أحد أسباب إرسال بعثة أيريس الآن، هو أن العمل على صياغة نماذج المحاكاة في العقد الماضي قد منح علماء الفيزياء الشمسية الثقة الكافية بأنهم يستطيعون فعلًا فهم البيانات التي سترد إليهم من بعثة استكشاف جو الشمس (البيني). يضم فريق البعثة اثنين من العلماء بناة نماذج المحاكاة التنبؤية، مثل ماتس كارلسُن ـ فيزيائي الشمس بجامعة أوسلو، بالنرويج ـ الذي قال إن معطيات بعثة أيريس ستساعده في فهم لماذا لم تأت نماذجه بالقدر الصحيح من التسخين الذي يصيب أعلى جو الشمس. يقول كارلسن: «أخيرًا لدينا بعض الأمل في أنْ نتمكن من فهم هذه الأمور بواسطة الجمع بين المحاكاة والأرصاد، أو المشاهدات».

ستبدأ المركبة الفضائية بعثتها في الوقت المناسب: فالشمس الآن في ذروة دورة نشاطها التي تستغرق إحدى عشرة سنة، رغم أن هذه الذروة أقل تأثيرًا من الذروة السابقة. وبقياس واحد للنشاط الشمسي ـ وهو مقدار الإشعاع المنبعث بواسطة العواصف الشمسية ليصل إلى الأرض ـ فإن مستوى النشاط الشمسي الأعلى حاليًا يبدو مماثلًا لمستوى النشاط الشمسي الأدنى الذي حدث في عام 1996، حسب ما ذكره دين پسنل، عالِم الفيزياء الشمسية بـ«مركز جودارد للطيران الفضائي» في جرينبِلت، بولاية ميريلاند.

يقول دي پونتيو إنه لا ينبغي بالضرورة أن تحلِّق أيريس في فترة النشاط الشمسي الأعلى، لكنها ستكون نعمة كبيرة إذا حدث ثوران شمسي خلال عامي البعثة. إنّ أحد الأهداف العلمية لبعثة أيريس هو الحصول على فهم أفضل لكيفية إطلاق خطوط المجال المغناطيسي المتلوية عند سطح الشمس لاندلاعات كبيرة تنفث المادة والطاقة. وستكون أيريس قادرة على تتبع هذه الثورانات الشمسية الضخمة المتوجهة نحو الإكليل، لتربط بين مختلف النقاط خلال الأطوار المبكرة من دورة حياة الثوران الشمسي.

وهناك طريقة أخرى ليكون توقيت البعثة مبشِّرًا.. ففي نوفمبر، يُتوقع أن يمر مذنب أيزون ISON بالشمس عن قرب. وستكون أيريس ـ وبعثات شمسية أخرى ـ في وضع ممتاز لمشاهدة ذلك وهو يحدث، وقد تلتقط أحداثًا أخرى غير متوقعة. وهناك سابقة: ففي ديسمبر 2011، حلَّق مُذَنّب يدعى «لڤجوي» Lovejoy خلال الإكليل الشمسي، وفاجأ الفيزيائيين بالطريقة التي تموج بها الذيل متفاعلًا مع المجال المغناطيسي الشمسي.

المصدر : Nature